O universo nano ao seu alcance

mai 24

Modelos de nanoestruturas de carbono

 

    As descobertas sobre as nanoespécies de carbono, como os fullerenos, por Harold Kroto e Richard Smalley em 1985 (Prêmio Nobel de 1996), os nanotubos de carbono, por Sumio Iijima em 1991, e o grafeno, por Constatin Novozelov e André Geim (Prêmio Nobel de 2010) estão tendo um impacto marcante na Nanotecnologia, principalmente pelas suas propriedades mecânicas e elétricas diferenciadas.  As estruturas básicas dessas nanoformas de carbono derivam do grafeno, que por sua vez equivale equivale a um plano simples de grafite, com ligações s do tipo sp2-sp2 e ligações p deslocalizadas entre os anéis conjugados de carbono. A partir desse plano de anéis hexagonais, as várias unidades podem se juntar, segundo orientações adequadas, como indicado na Figura 1, para gerar bolas (fullerenos), ou nanotubos de carbono. De fato, de acordo com o direcionamento específico dos anéis hexagonais é possível gerar configurações não equivalentes para os nanotubos, conhecidas como cadeira, zig-zag e quiral.

Figura 1. Formas alotrópicas clássicas (grafite e diamante) e nanométricas do carbono (grafeno, fullereno e nanotubos).

 

    Uma forma alotrópica particularmente interessante do ponto de vista matemático são os fullerenos, que sempre possuem um número fixo (12) de faces pentagonais. Para entender melhor essa relação, leia esse artigo. E, se quiser construir um modelo de fulereno em sua casa, aprenda nessa prática.

 

REFERÊNCIAS

  • Nanotecnologia experimental - Henrique Eisi Toma, Delmarcio Gomes, Ulisses Condomitti. Ed. Edgard Blucher, São  Paulo, 2016

Olhar Nano